nesta Portaria s˜ao atualemente trˆes:
Manual de Microcentrais Hidrel´etricas Manual de Minicentrais Hidrel´etricas Manual de Pequenas Centrais Hidrel´etricas
Al´em desses Manuais, a EFEI elaborou uma publica¸c˜ao t´ecnica denominada: “Microcentral Hidrel´etrica Rural (MCHR)”, para uso direto na propriedade rural, para aproveitamentos at´e 50 [kW], utilizando t´ecnicas e m˜ao-de-obra local, com Grupos Geradores com bombas Hidr´aulicas trabalhando como turbinas ou Turbinas Michell-Banki, sendo a regulagem feita na carga, com auxilio de sistema de resistˆencias.
Resumendo, a gera¸c˜ao de energia el´etrica a partir de hidr´aulica pode ser feita por dois modos:
(a) com rodas d’´agua para pequenas alturas de queda e pequenas vaz˜oes, ou turbinas axiais para maiores volumes de ´agua;
(b) alturas maiores de 10 metros permitem utilizar bombas centr´ıfugas funcionando como turbinas, com excelentes resultados t´ecnico-econˆomicos.
(c) a integra¸c˜ao com cataventos e/ou reservat´orios permite obter uma reserva de energia, irriga¸c˜ao e drenagem.
(d) o uso de usinas a fio d’´agua com geradores captando a m´axima potˆencia permite interligar a microcentral ao sistema el´etrico. Para isto, ´e preciso alterar a atual legisla¸c˜ao, a exemplo da Alemanha, onde as concession´arias s˜ao obrigadas a comprar energia el´etrica proveniente de fontes renov´aveis, incluindo pequenas quedas d’´agua.
7.2
Energia E´olica
A energia e´olica prov´em de diferentes n´ıveis de radia¸c˜ao solar, e logo de aquecimento sobre regi˜oes distintas do planeta provocando deslocamento de camadas de ar que s˜ao os ventos. A energia cin´etica contida nestas massas de ar (energia e´olica) pode ser captada por uma turbina e logo convertida em energia mecˆanica rotacional e, posteriormente, em eletricidade nos terminais de um gerador el´etrico.
Como uma das principais fontes alternativas de energia, a energia e´olica tem se destacado pelo re- duzido impacto sobre o meio ambiente e comunidades vizinhas, pela sua base tecnol´ogica industrial, pela experiˆencia e confiabilidade adquiridas nestes ´ultimos 20 anos de opera¸c˜ao de grandes sistemas de gera¸c˜ao e´olica no mundo e pelo imenso potencial energ´etico, estimado para o Brasil em cerca de 10 GW em potˆencia aproveit´avel.
O desenvolvimento apresentado nestas ´ultimas duas d´ecadas pela tecnologia de sistemas de convers˜ao de energia e´olica ´e compar´avel `a taxa de evolu¸c˜ao dos campos tecnol´ogicos mais agressivos. Os sistemas e´olicos estabeleceram-se nos EUA e Europa, atrav´es de uma ind´ustria s´olida e evolu´ıram no projeto, constru¸c˜ao e opera¸c˜ao. Esta evolu¸c˜ao resultou em uma substancial redu¸c˜ao de custos que, segundo a Associa¸c˜ao Americana de Energia E´olica, permite que as concession´arias de energia el´etrica americanas ofere¸cam atualmente a seus consumidores a op¸c˜ao de compra de eletricidade gerada por usinas e´olicas ao pre¸co especial de 2 a 2,5 centavos de d´olares por kilowatt-hora. A este pre¸co, um consumidor residencial t´ıpico, que consumisse em m´edia 25% de sua eletricidade de origem e´olica, pagaria cerca de 4 a 5 d´olares por esta energia ao mˆes. Vale ressaltar que a energia e´olica representa, hoje, o menor custo, entre todas as formas de gera¸c˜ao de eletricidade e que seus custos encontram-se ainda em decl´ınio.
A energia e´olica, como energia cin´etica contida nas massas de ar, ´e proporcional ao quadrado da velocidade de vento. Logo a potˆencia e´olica dispon´ıvel em uma determinada ´area dispon´ıvel em uma deter- minada ´area varrida por turbina ´e proporcional ao cubo da velocidade de vento incidente. Assim pequenas diferen¸cas em valores de velocidade de vento de um local para outro representam grandes diferen¸cas na produ¸c˜ao e custo da energia gerada.
7.2.1 Cataventos
S˜ao m´aquinas de baixa velocidade, utilizados geralmente para bombeamento d’´agua, que tˆem v´arias p´as.
7.2.2 Turbinas e´olicas e aerogeradores
Uma turbina e´olica ´e formada essencialmente por um conjunto de p´as (2 ou 3 p´as em turbinas modernas), que sob a a¸c˜ao do vento s˜ao sujeitas a for¸cas aerodinˆamicas que as impulsionam em movimento rotativo. Duas componentes de for¸cas caracterizam o funcionamento de uma turbina e´olica: a for¸ca de arrasto, que ocorre na dire¸c˜ao do vento, e a for¸ca de sustenta¸c˜ao, perpendicular `a a¸c˜ao do vento.
Existem diversas concep¸c˜oes de turbinas e´olicas, mas as turbinas de ´ultima gera¸c˜ao s˜ao turbinas de eixo horizontal, de baixo n´umero de p´as com perfis aerodinˆamicos eficientes, impulsionadas por for¸cas predominantemente de sustenta¸c˜ao, acionando geradores el´etricos que operam a velocidade vari´avel. A opera¸c˜ao em velocidade vari´avel, ´unica forma de garantir alta eficiˆencia da convers˜ao para ampla faixa de varia¸c˜ao da velocidade de vento, agrega um aspecto inovador ao processo de gera¸c˜ao de eletricidade que ´e a gera¸c˜ao em freq¨uˆencia vari´avel.
As grandes turbinas e´olicas, com potˆencias unit´arias entre 100 Kw e 1MW, s˜ao instaladas em grande n´umero, conectadas `a rede el´etrica, constituindo o que se chama de ”fazendas e´olicas” que totalizam uma potˆencia instalada entre 1 e 100 MW. Diversos sistemas deste porte encontram-se instalados no Brasil, destacando-se as usinas do Camelinho ( 1MW, em MG), do Mucuripe (1,2MW, no Cear´a) e da Prainha (10MW, no Cear´a). Pequenas turbinas e´olicas, com potˆencias unit´arias entre 0,25 e 20 Kw, s˜ao instaladas em aplica¸c˜oes isoladas da rede el´etrica, compondo sistemas h´ıbridos (com geradores diesel ou pain´eis fotovolt´aicos) ou sistemas para aplica¸c˜oes espec´ıficas (eletricidade para residˆencias e comunidades rurais, esta¸c˜oes de telecomunica¸c˜ao, bombeamento de ´agua, entre outras).
Os aerogeradores s´o come¸cam a gerar eletricidade acima de determinada velocidade do vento (5 m/s por exemplo); portanto s´o ser˜ao vi´aveis aqueles s´ıtios que tenham, em boa parte do ano, ventos acima desta velocidade m´ınima (ver cartas do Brasil).
Gerador e´olico de baixo custo
Parece um cata-vento, mas trata-se do gerador e´olico Batu´ıra 500, desenvolvido pela Cooperativa de Energias Alternativas (Altercoop), empresa de B´uzios (RJ). Lan¸cado no final do ano de 2002, o Batu´ıra gera 500 watts/hora e foi feito para fornecer energia em locais n˜ao atendidos pela rede el´etrica p´ublica, mas tem sido comprado tamb´em por usu´arios urbanos. Segundo o fabricante, ´e o ´unico equipamento de sua classe feito no Brasil, seus componentes s˜ao resistentes `a oxida¸c˜ao e praticamente dispensa manuten¸c˜ao.
O desempenho m´aximo do equipamento, 500 Watts / hora, ´e obtido com ventos a partir de 8m/s (28,8 Km/h). ´E energia suficiente para alimentar at´e 10 lˆampadas fluorescentes de 9 Watts, 1 TV em cores pequena, uma geladeira e 1 r´adio de comunica¸c˜ao simultaneamente, por exemplo. Quando os ventos ultrapassam 12 m/s (43,2 Km/h), o equipamento aciona automaticamente um sistema de seguran¸ca, que muda o ˆangulo do Batu´ıra em rela¸c˜ao ao vento, para que a h´elice continue na mesma velocidade de rota¸c˜ao, no rendimento m´aximo do gerador, e assegurando a integridade do equipamento. A garantia do Batu´ıra 500 ´e de cinco anos.
Embora tenha sido criado para atender clientes em locais isolados e n˜ao atendidos pela rede p´ublica de energia el´etrica, cerca de 98Ronaldo Alves, s´ocio Altercoop. ”S˜ao pessoas que querem diminuir seus gastos com energia, e recebemos at´e a consulta de uma empresa que faz transmiss˜ao de Internet sem fio”, explica Alves. Os equipamentos el´etricos n˜ao s˜ao ligados diretamente ao Batu´ıra: ele carrega baterias que servem de fonte de energia el´etrica, seja diretamente (12 volts) ou atrav´es de conversores (110 ou 220 volts).
A Altercoop afirma ser a ´unica fabricante nacional de geradores e´olicos de pequeno porte. Segundo a empresa, seu equipamento tem um custo inferior e rendimento superior ao concorrente estrangeiro mais pr´oximo. O Batu´ıra gera 500 watts/hora e seu pre¸co ´e aproximadamente US$ 700. Esse custo
7.3. ENERGIA SOLAR FOTOVOLT ´AICA 147